电工电子习题标准答案

1、第4章 习 题 解 答 4-1 写出图4-62所示各电路的输出电压值，设二极管导通电压UD0.7V。(a) (b) (c)图4-62 题4-1图解：（a）UO=1.3V，(b) UO=2V，（c）UO= -2V。4-2 二极管电路如图4-63所示，设二极管为理想二极管，判断图中的二极管是导通还是截止，并求出AO两端的电压UAO。（a） （b）图4-63 题4-2图解：（a）二极管截止UAO=-3V，（b）VD1导通，VD2截止，UAO=0V。4-3 在图4-64所示电路中，已知V，E=5V，二极管的正向压降可忽略，试分别画出输出电压uo的波形。 （a） （b）图4-64 题4-3图 解：-10

2、10 (a) (b) （c） （d）4-4 求图4-65所示电路的电流I1和I2，忽略二极管正向压降。图4-65 题4-4图解：分析电路图可以看出：VDl的负极处于电路电位最低处（- 4V），因此VDl一定导通。VDl导通时忽略二极管压降，A点电位即为-4V。VD2的负极电位为- 4V，正极通过电阻接至电位为0V处，当然也处在导通状态。因此，电路图中两个二极管用短路线替代，应用直流电路所学即可得：I18mA；I24mA。4-5在图4-66所示电路中，试求VDl、VD2中的电流及输出电压Uo的大小，设VDl、VD2均为理想二极管。(a) (b)图4-66 题4-5图解：（a）因A点电位为3V，B

3、点电位为0V，VDl先于VD2导通，则（b）因A点B点电位均为3V，VDl、VD2同时导通，则 4-6 在图4-67所示单相桥式整流电路中，若有效值U2=300V，RL=300W。求整流电压平均值UO、整流电流平均值IO，每个整流元件的平均电流ID和所承受的最大反向电压UDRM。图4-67题4-6图解：UO=0.9.U2=0.9×300V=270V4-7 图4-68所示为单相全波整流电路的原理图，试说明其工作情况。若电源变压器二次侧半个绕组电压有效值，求UO、RL和二极管的电流平均值ID及其承受的最大反向电压UDRM。图4-68 题4-7图解：UO=0.9 Uao=0.9Ubo=0.

4、9×250V=225V4-8 整流电路如图4-69所示，若交流电压有效值Uao=Ubo=110V，RL1=50W，RL2=30W，求输出直流电压和电流UO1、UO2、IO1、IO2和二极管电流平均值ID1、ID2、ID3、ID4及其承受的最大反向电压UDRM。图4-69 题4-8图解：UO1=0.45Uao+0.45Ubo=99V4-9 带滤波器的桥式整流电路如图4-70所示，有效值U2=20V，现在用直流电压表测量RL端电压UO，出现下列几种情况，试分析哪些是合理的？哪些发生了故障，并指明原因。(1) UO=28V；(2)UO=18V；(3)UO=24V；(4)UO=9V。 图4-

5、70题4-9图解：（1）因为 ，所以可判定RL开路。（2）因为18V=0.9U2，所以滤波电容开路。 （3）因为24V=1.2U2，所以Uo=24V合理。 （4）因为9V=0.45U2，所以可判定D1、D2、D3、D4中有一个二极管开路和滤波电容开路。 4-10 现有两个稳压二极管DZ1和DZ2，稳定电压分别是4.5V和9.5V，正向电压降都是0.5V，试求图4-71各电路中的输出电压UO。图4-71题4-10图解: （a）由于DZ1和DZ2工作在反向击穿区，起稳压作用，故（b）由于，DZ1和DZ2没有工作在反向击穿区，它们相当于两个反向截止的二极管，故（c）由于DZ1和DZ2工作在正向导通状

6、态，故（d）由于，DZ2反向截止，故(e) 由于DZ1反向稳压，DZ2正向导通，故(f) 由于DZ1和DZ2都起稳压作用，故 4-11 已知稳压管的稳定电压UZ6V，稳定电流的最小值IZmin5mA，最大功耗PZM150mW。试求图4-72所示电路中电阻R的取值范围。图4-72题4-11图解：稳压管的最大稳定电流 IZMPZM/UZ25mA电阻R的电流为IZMIZmin，所以其取值范围为 4-12 图4-73为稳压管稳压电路。当稳压管的电流IZ所示的变化范围为540mA时，问RL的变化范围为多少？把Uo改为UI，上面电阻标出：R 100图4-73题4-12图解：（1）当IZ = IZ min=

7、 5mA时，负载电流最大，RL阻值最小。（2）当IZ=IZ max=40mA时，负载电流最小，RL阻值最大。4-13 电路如图4-74所示。合理连线，构成5V的直流电源。图4-74 题4-13图解：1接4，2接6，5接7、9，3接8、11、13，10接图所示。4-14 图4-75所示电路是利用集成稳压器外接稳压二极管的方法来提高输出电压的稳压电路。若稳压二极管的稳定电压Uz3V，试问该电路的输出电压UO是多少？图4-75题4-14图解： 4-15 图4-7所示电路是利用集成稳压器外接晶体管来扩大输出电流的稳压电路。若集成稳压器的输出电流ICWlA，晶体管的10，IB0.4A，试问该电路的输出电

8、流IO是多少？图4-76题4-15图解：4-16解：先就NPN管来分析。 (1) UC>UB，UCB为正。 (2) UB>UE，UBE为正。 (3) UC >UE，UCE为正。PNP管的各项结论同NPN管的各项结论相反。4-17 用直流电压表测某放大电路三只晶体管的三个电极对地的电压分别如图4-77所示。试指出每只晶体管的C、B、E极，并分别说明它们是硅管还是锗管，是NPN还是PNP? 图4-77题4-17图解： VT1管：为C极，为B极，为E极。 VT2管：为B极，为E极，为C极。 VT3管：为E极，为B极，为C极。 4-18在图4-78所示电路中，由于电路参数不同，在信号

9、源电压为正弦波时，测得输出波形如图4-79（a）（b）、（c）所示，试说明电路分别产生了什么失真，如何消除。图4-78题4-18图图4-79题4-18电路 解： （a）饱和失真，增大Rb，减小Rc 。 （b）截止失真，减小Rb 。（c）同时出现饱和失真和截止失真，应增大VCC。4-19已知图4-80所示电路中晶体管的b 100。（1）现已测得静态管压降UCEQ6V，估算Rb约为多少千欧；（2）若测得和的有效值分别为1mV和100mV，则负载电阻RL为多少千欧？图4-80 题4-19图解：（1）求解Rb（2）求解RL：4-20 放大电路如图4-81所示，电源UCC=12V。（1）若RC=3kW，

10、RL=1.5kW，RB=240kW，晶体管=40，rbe0.8kW，试估算静态工作点和电压放大倍数Au；（2）若RC=3.9kW，晶体管=60，要使IB=20A，试计算RB=？IC=？UCE=？（3）电路参数同（2），要将IC调整到1.8mA，RB阻值应取多大？图4-81题4-20图解：（1）（2）（3）4-21 电路如图4-82所示，晶体管的b60。（1）求解Q点；（2）、ri和ro；（3）设10mV（有效值），问若C3开路，则？图4-82题4-21图解：（1）Q点： 、ri和ro的分析： （2）设10mV（有效值），则 若C3开路，则4-22 放大电路如图4-83所示，晶体管选用3DG6C

11、型，=80，电源UCC=12V，RC=2.5kW，RE=1kW，RB1=36kW，RB2=8.2kW。（1）估算静态工作点；（2）求输出端未接负载时的电压放大倍数；（3）如果所接负载电阻RL=2kW，电压放大倍数多大？图4-83题4-22图解： (1)=（2）（3）4-23电路如图4-84所示，晶体管的b100。（1）求电路的Q点、ri和ro；（2）若电容Ce开路，则将引起电路的哪些动态参数发生变化？如何变化？图4-84 题4-23图解：（1）静态分析： 动态分析： （2）ri增大，ri4.1k；减小，1.92。4-24设图4-85所示电路所加输入电压为正弦波。试问：（1）=/? =/?（2）

12、画出输入电压和输出电压ui、uo1、uo2 的波形。图4-85题4-24图 解：（1）因为通常1，所以电压放大倍数分别应为（2）两个电压放大倍数说明 uo1ui，uo2ui。波形如图所示。4-25 电路如图4-86所示，晶体管的b80。（1）求出Q点； （2）分别求出RL和RL3k时电路的和ri；（3）求出ro。 图4-86 题4-25图解：（1）求解Q点： （2）求解输入电阻和电压放大倍数：RL时RL3k时 （3）求解输出电阻： 4-26 两级交流放大电路如图4-87所示，已知电源UCC=12V，晶体管VT1、VT2的值均为40，RB1=600kW，RC1=10kW，RB2=400kW，RC

13、2=5.1kW，C1、C2和C3的电容足够大，负载电阻RL=1kW。求：（1）试绘出整个电路的微变等效电路；（2）总电压放大倍数Au？输入电阻ri=？输出电阻ro=？图4-87 题4-26图解：（2）4-27两级放大电路如图4-88所示，电源电压UCC=12V，晶体管电流放大系数1=2=50，RB=360kW，RE1=4.3kW，RB1=18kW，RB2=7.5kW，RC=2.4kW，RE2=1.5kW，RS=10kW，RL= 3.6kW，C1、C2、C3和CE的电容足够大，求：（1）VT1和VT2管的静态工作点；（2）绘出整个电路的微变等效电路；（3）电压放大倍数Au？输入电阻ri=？输出电

14、阻ro=？图4-88题4-27图解：（1）（2）整个电路小信号模型如图所示， 图 电路小信号模型（3） （考虑Au1=0.957时为68.7）按照计算 ，4-28 图4-89所示差分放大电路采用了哪两种方法来抑制零点漂移的？若电路中UCC=UEE=12V，RC= RE=3kW，硅晶体管的=100，求静态时IB、IC和RE两端的电压。图4-89题4-28图解：由于通过RE的电流为2IE，故由此求得第5章 习 题 解 答 5-1 负反馈放大电路的开环放大倍数A=2000，反馈电路的反馈系数F=0.007。求：（1）闭环放大倍数Af=？（2）若A发生±15%的变化，Af的相对变化范围为何值

15、？ 解：（1）（2）5-2 图5-11所示反相输入运放电路，若要求，输入电阻，试选配外接电阻R1、R2、RF的阻值。解：反相输入运放电路ri=R1，要使，可选R1=2030kW由于 可选按照外接等效电阻R+=R：5-3。图5-34 题5-3图解： 开关K断开时， mV 开关K闭合时， mV 5-4 35题5-4图解：5-5 电压跟随器电路，如图5-36所示。求输出电压的表达式uo=？图5-36 题5-5图解：，应用叠加定理因此若 则 5-6 同相输入加法运算电路，如图5-37所示，求输出电压的表达式uo，并与反相输入加法运算电路进行比较。图5-37 题5-6图解：应用叠加定理可得 反相输入加法

16、运算电路的输入为电流信号合成，关系式简单，电路好调，没有共模输入电压，但输入电阻较低。5-7 求图5-38所示的电路中uo与各输入电压的运算关系。uo ¥ui1 1k 910 10k 5k 2k 1.1kRC 10k 10k ui2 ui3 ¥图5-38 题5-7图解： 5-8 为了扩大运放电路工作于线性区时的最大输出电压范围，通常采用两级反相输入运放电路，如图5-39所示，求输出电压uo和输入电压ui的关系式。图5-39 题5-8图解： F003集成运放的最大输出电压，图10-60运放电路的最大输出电压范围为。5-9为了提高差分输入运放电路对于反相输入信号源uil的输入电

17、阻ril，在反相输入端前面加一级同相输入运放电路，如图5-40所示，导出输出电压uo和输入电压uil、ui2的关系式。图5-40 题5-9图解：由于运放A1输出电压，因此差分输入运放A2输出电压为此电路为同相输入，具有极高输入电阻的差动放大电路。电路中运算电阻种类少，容易匹配；前后级输入端皆存在共模电压，应选择共模抑制比较高的运放。5-10 电路如图5-41所示，已知R1R2，R3R4，求和输入电压、的关系。图5-41题5-10图 解：A2为跟随器，如图标注， 又 5-11 推导图5-42所示电路的输出电压和输入电压、的关系。图5-42题5-11图解：如图标注，A2：又A1： 5-12 图5-

18、43为一基准电压源。试计算的可调范围。图5-43题5-12图解：A为电压跟随器，u+的电压范围就是1K电阻的滑动端在最上端和最下端时同相端所分得的电压：0.935.03V。 5-13 电路如图5-44所示。（1）写出和输入电压、的函数关系式。（2）若，求图5-44题5-13图解：（1） A1、A2、A3为电压跟随器，A3的（2）5-14 图5-45题5-14图解：5-15 如图5-46 (a)所示积分运算电路，其中元件参数，且t=0时，u。=0。试求：（1）当输入端所加信号如图 5-46 (b)所示时，画出输出端的波形。（2）如果输入端所加电压为恒定电压=+2V，且长时间持续下去，那么输出电压

19、是否能始终保持线性积分关系？ （a） （b）图5-46题5-15图解：（1） 积分运算输出电压l 在010ms时段内，ui=2V，当t10ms，uo-2V。l 在1020ms时段内，ui=-2V，当t20ms，uo0V。此后周期性重复，输出波形如图所示。（2） 由（1）中结果可知，当输入电压ui=+2V时，即uo随时间t按线性规律增长，但是这种增长并不是无限的，而是受到电源电压的限制。当uo超出集成运放的线性工作范围之后，uo将不在继续增加，最后保持在小于但接近电源电压的的某一恒定值（饱和电压）不变。5-16 试分别求解图5-47所示各电路的运算关系。 （a） （b） （c）图5-47题5-1

20、6图解：（a） （b） （c） 5-17 在设图5-48的运放电路中，题5-17图解：，5-18 试按下列数学运算关系式画出对应的运放电路，并按括号中所给的反馈电路的RF或C值，选配电路中的其余参数。（1）； （2）； （3）； （4）； （5）。解：（1）对应反相输入的比例运算电路已给定RF=150kW，应选（2）对应同相输入的比例运算电路已给定RF=480kW，应选（3）对应反相输入的加法运算电路已给定RF=400kW，应选（4）对应反相输入的微分运算电路已给定RF=100kW，应选（5）对应反相输入的比例积分运算电路已给定C=2mF，应选5-19 在图5-49中，运算放大器的最大输出电压

21、UOM=±12V，稳压管的稳定电压UZ=6V，ui=12sintV。当参考电压UR=+3V和-3V两种情况下，试画出传输特性和输出电压uo的波形。¥ui UR R1 R2 R3 DZ uo 图5-49题5-19图解：UR = +3V时的传输特性和输出波形： uo+U-U3Vui0 （a） （b）UR = -3V时的传输特性和输出波形：uo+U-3Vui0-U（c） （d）5-20 图5-50是监控报警装置，如需对某一参数(温度、压力等)进行监控时，可由传感器取得监控信号ui,，UR是参考电压。当ui超过正常值时，报警灯亮，试说明其工作原理。二极管D和电阻R3在此起何作用？&

22、#165;R1 R2 ui UR D U 报警 指示灯 T R3 图5-50题5-20图解：当ui,>UR ，运放输出接近直流供电电源电压，输出高电平，三极管处于导通，报警灯亮；当ui,<UR ，运放输出低电平，三极管处于截止，报警灯灭。5-21 设迟滞电压比较器的传输特性和输入电压波形分别如图5-51（a）和（b）所示，试画出它的输出电压波形。（a） （b）图5-51题5-21图解：5-22 图5-52为同相输入的迟滞电压比较器。其中UR2V，RlRf，运放的输出饱和电压UOM12V，画出它的电压传输特性。图5-52题5-22图解： ，5-23画出图5-53电路的电压传输特性。图

23、5-53题5-23图 图5-54题5-24图解：uiuo0Uom5-24 图5-54所示电路，Rf=12k，RF=14k，R=10k，R1= R2=50k，C=0.01F，,当电位器的活动端分别置a，b，c三个不同位置时，输出电压的波形有何不同？请将这三种情况的输出电压波形画出。解：电路为方波信号发生器，输出幅值为Uom=±15V。当电位器的活动端在b点时，电容的充电和放电时间常数相等 输出波形如（b）所示。当电位器端在最上端（a端）时，电容充电时间常数为，电容放电时间常数为。一周期时间虽然和电位器的活动端在b点时一样，但是充放电的时间可不再一样，充电时间常数大，所需时间多，因此正半周的时间长，而放电时间常数小，负半周的时间短。波形示意图如图（c）所示。显然，当电位器端在最下端（c端）时，和最上端相反，输出波形的负半周的时间长，而正半周输出的时间短。5-25 分析图5-55电路的工作原理并画出，的波形，计算的频率。其中RlR20.5k，C1= C2=0.1F，RF=2Rf，。图5-55题5-25图解：Al为正弦波信号发生器，在uo1处输出正弦波。正弦波的幅值受Uom±1